Устройство для оценки физической подготовленности человека Советский патент 1988 года по МПК A61B5/05 

;о

ю

Изобретение относится к медицинской технике. Целью изобретения является обеспечение оперативности контроля, который ведется по частоте пульса. С датчика 1 пульса импульсы с частотой сердечных сокращений (ЧСС) через усилитель 2 поступают на счетчик 3. Напряжение, пропорциональное средней ЧСС, за п сердечных циклов запоминается элементом 6 выборки и хранения (ЭВХ) и подается на ЭВХ 9, 10 и 11. По сигналу кнопочного выключателя (КБ) 12 запоминается F, - ЧСС в состоянии покоя, а по сигналам KB 13 и 14 соответственно F - ЧСС FJ после дозированной нагрузки и ЧСС через 1 мин после действия нагрузки. Делители 17 и 18 напряжений являются блоками введения индивидуальных поправок. В результате сравнения (F - F) и (F - F3) на ..какомлибо из индикаторов 25, 26 или 27 дают сигнал оценки физической подготовленности. 2 ил. с (Л

ФигЛ

Изобретение относится к медицинской технике, в частности к устройствам, предназначенным для оценки физического состояния человека путем контроля частоты пульса.

Целью изобретения является обеспечение контроля динамики физического развития при тренировках.

На фиг. 1 показана структурная схе- производится усреднение частоты пуль

ма устройства; на фиг.2 - диаграммы поясняющие его работу.

Устройство для оценки физической подготовленности человека содержит последовательно соединенные датчик 1 пульса, усилитель-формирователь 2, счетчик 3, интегратор 4, аналоговый делитель 5, элемент 6 выборки и хранения, аналого-цифровой преобразователь (ЛЦП) 7, цифровой индикатор 8, причем управляющие входы аналогового делителя, элемента 6 выборки и хранения, А1Ш 7 соединены с выходом счетчика 3. Выход элемента выборки и хранения соединен с входами трех элемен- тов 9, 10 и И схем выборки и хранения, управляющие входы которых соединены с кнопочными выключателями 2, 13 и 14, а выходы соединены.с входами дифференциальных усилителей 15 и 16.

Выход дифференциального усилителя 15 соединен с входами делителей 17 и 18 напряжения, выход делителя 17 напряжения соединен с первым входом компаратора 19, а выход делителя 18 напряжения соединен с первым входом компаратора 20. Вторые входы компараторов 19 и 20 соединены с выходом дифференциального усилителя 16. Выход компаратора 19 соединен с входом триггера 21 и первым входом элемента 22 ИЛИ-НЕ, выход компаратора 20 соединен с входом триггера 23 и вторым входом элемента 22 ИЛИ-НЕ. Счетные входы триггеров 21, 23 и 24 соединены с кнопочным выключателем 14, выход элемента 22 ИЛИ-НЕ соединен с входом триггера 24. Выход триггера 21 соединен с индикатором 25, выход триггера 24 соединен с индикатором 26, а выход триггера 23 соединен с

индикатором 27.

I

Устройство работае следующим образом.

С выхода датч1-1ка пульса поступает пульсирующее напряж -ние с частотой сердечных сокращений. Пульсации этого напряжения преобразуются усили

теле;-1-формиронателем 2 в импульсы постоянной амплитуды, которые поступают на вход счетчика 3, дпительность выходных импульсов которого соответствует сумме периодов п-сокращений, где п - целое число, например А, выбор которого определяет количество сердечных циклов, в течение которых

15

20

30

25

;5

35

Ю

5

0

са. Разрядность счетчика 3 определяется выбранным числом п. На время выходного импульса счетчика 3 включаются интегратор 4 и аналоговьй делитель 5, а в момент его окончания включается элемент 6 выборки и хранения. Выходное напряжение интегратора 4 в процессе измерения изменяется линейно и в каждый момент времени пропорционально интервалу времени, прошедщему с момента начала измерения. Аналоговый делитель 5 производит операцию деления постоянного коэффициента на величину, пропорциональную выходному напряжению интегратора, поэтому на выходе аналогового делителя к моменту окончания выходного импульса счетчика получается напряжение, пропорциональное частоте пульса, усредненное за п сердечных циклов. Это напряжение запоминается элементом 6 выборки и хранения, в аналого-цифровом преобразователе 7 преобразуется в код измеренного значения частоты F, который в цифровом виде выводится на цифровой индикатор 8.

t

С пыхода элемента 6 выборки и храпения напряжение, пропорциональное измеренной частоте пульса, подается на входы элементов 9, 10 и II выборки и хранения. Запоминание измеренного значения частоты пульСа производится при нажатии одного из кнопочных выключателей 12, 13 и 14. Дпя запоминания частоты F пульса в состоянии покоя необходимо нажать кнопочный выключатель 12, для запоминания частоты F пульса после дозированной физической нагрузки необходимо нажать кнопочный выключатель 3, для запоминания частоты Fj щ льса через 1 мин после нагрузки необходимо нажать кнопочный выключатель 14. Таким образом, на выходе блока 9 получается напряжение, пропорциональное Fy , на выходе блока 10 - пропорциональное F, а на выходе блока 11 - пропорциональное FJ. На выходе дифференциального усилителя 15 получается напряжение, пропорциональное разности F - F , а на выходе дифференциального усиш1теля 16 - пропорциональное разности р2 - FJ . Делителем 17 напряжения задается коэффициент N, а делителем 18 - коэффи1у1ент М. Например, для выбранньрс значений ,,3 выходное напряжение делителя 17 напряжения будет пропорционально величине (Р - F).0,3, а выходное напряжение делителя 18 - величине (Р - F).0,9. Компаратор 9 производит сравнение выходного напряжения делителя 17 с выходным напряжением дифференциального усилителя 16, поэтому для случая (, )« хО,Зь (f2. ) г-е. при коэффициенте физической подготовленности Кф. N выходное напряжение компаратора 19 будет положительным и на вход триггера 21 поступит сигнал, разрешающий его срабатыва1ше. Компаратор 20 производит сравнение выходного напряжения делителя 18 с выходным напряжением дифференциального усилитапя 16, поэтому для случая (р2 - Р) Х0,9г. (Fj -РЛ), т.е. при К. М . выходное напряжение компаратора 20 будет положительным и на триггер 23 поступит сигнал, разрешающий срабатывание.

В случае, если N К.р М, на триггеры 21 и 23 сигнал, разрешающий срабатывание, подаваться не будет, поэтому на обоих входах элемента 22 ИЛИ-НЕ будет напряжение логаческого нуля, а на выходе - напряжение логической единицы, т.е. сигнал, разре- шающий срабатывание триггера 24.

Поскольку запоминание величины напряжения, пропорционального Pj , происходит сразу после нажатия кнопочного выключателя 14, то сигнал, разрешающий срабатывание одного из триггеров 21, 23 и 24, будет подан также сразу после нажатия кнопочного выключателя 14 (см. временные диаграммы на фиг.2). При отпускании кнопочного выключателя 14 на тактовые входы триггеров будет подан сигнал (в данном случае - переход от уровня логической единицы до уровня логического нуля), при поступлении которого сработает тот триггер, на вход которого бып подан разрешающий сигнал. Сработавший триггер 21, 23 или 24

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

включает соответствующий индикатор 25, 26 или 27.

При высоком уровне физической подготовленности выполняется условие К,1 М, срабатывает триггер 23 и включается индикатор 27. При выполнении условия К N, т.е. при низком уровне физической подготовленности, срабатывает триггер 21 и включается индикатор 25. В случае, если М, т.е. при .среднем уровне физической подготовленности, срабатывает триггер 24 и включается индикатор 26.

Таким образом, работа с устройством заключается в следующем: на теле , испытуемого устанавливается датчик 1 пульса, который может быть, например, фотоэлектрическим. На цифровом индикаторе 8 индуцируются текущие значения частоты пульса испытуемого. Дпя запоминания значения частоты пульса и состояния покоя необходимо нажать кнопочный выключатель 12, Затем испытуемый подвергается дозированной физической нагрузке, например выполняет определенное количество присе- Дании, по окончании которой для запоминания значения частоты F пульса необходимо нажать кнопочный выключатель 13. Через определенный промежуток времени, например через 1 мин, необходимо нажать кнопочный выключатель 14, после чего включается один из индикаторов 25, 26 или 27 в зависимости от физической подготовленности испытуемого.

Формула изобретения

Устройство для оценки физической подготовленности человека, содержащее датчик пульса, соединенный с усилителем-формирователем, интегратор, счетчик, два триггера и индикатор, отличающееся тем, что, с целью обеспечения контроля динамики физического развития при тренировках, в него введены аналоговый делитель, аналого-цифровой преобразователь, четыре элемента Выборки и хранения, два дифференциальных усилителя, два делителя напряжения, два компаратора, третий триггер, элемент ИЛИ-НЕ, три кнопочных выключателя и три индикатора, причем усилитель- формирователь, счетчик, интегратор, аналоговый делитель, первое устройство выборки и хранения, анапого-цифро5

вой преобразователь и первый индикатор соединены последовательно, а выход счетчика подключен к управляющим лходам аналогового делителя, аналого цифрового преобразователя и первого элемента выборки и хранения, выход которого соединен с входами каждого из остальных трех элементов выборки и хранения, к вторым входам которых подключены три кнопочных выключателя, при этом выходы второго и третьего элементов выборки и хранения соединены с входами первого дифференциального усилителя, а выходы третье го и четвертого устройств выборки и хранения подключены к входам второго дифференциального усилителя, выход первого дифференциального усилителя

соединен с входами первого и второго 20 ен с соответствующим индикатором.

делителей напряжений, выход каждого из которых подключен к первым входам соответствующих KONmapaTopoB, вторыми входами соединенными с выходом v второго дифференциального усилителя, причем выход первого компаратора подключен к первому входу первого триггера и первому входу элемента ИЛИ-НЕ вторым входом соединенным с выходом второго компаратора, подключенного к первому входу второго триггера, второй вход которого соединен с вторым входом первого триггера, вторым входом четвертого элемента выборки и хранения и с первым входом третьего триггера, второй вход которого подключен к выходу элемента ИЛИ-НЕ, а выход каждого из триггеров соеди